虚谱法无反射速度-应力方程地震数值模拟

基于单程波波场廷拓算子的零偏移距地震数值模拟方法难以适应复杂地质条件下地震波速度的空间剧烈变化,且其最大成像角度有不同程度的限制.本文依据地震反射的形成机理,重置模型空问的密度分布,使得模型空间内纵波阻抗为常量以压制层间多次波;采用虚谱法可得到高精度的地震波场空间导数,因此可有效抑制空间数值频散,同时提高了数值模拟的垂向分辨率.数值模拟结果表明,得到的零偏移距地震记录绕射波场完整,偏移归位效果优于频率-波数域或频率-空间域的单程波模拟结果.无反射一阶应力-速度方程零偏移距数值模拟可有效压制多次反射波,在较大网格间距时,虚谱法仍可有效抑制数值频散.     

求解弹性波方程的高精度ONAD方法及其波场模拟

基于弹性波传播方程,发展了一种高精度低数值频散的八阶ONAD(optimal nearlyanalytic discrete)方法,该方法利用八阶精度的近似解析离散算子对空间高阶偏导数进行离散,采用四阶精度的截断豢勒展开式离散时间高阶导数.八阶ONAD方法被用于模拟地震波在VTI介质模型和2个复杂层状介质模型中的传播.计算效率结果表明,该方法在运算速度和存储量上明显优越于八阶LWC方法.波场模拟结果显示,八阶ONAD方法在粗网格条件下可有效消除由速度强间断所造成的数值频散,有利于在强问断介质中使用粗网格进行波场模拟,是一种在地震勘探领域有着巨大应用潜力的数值方法.     

瑞雷波数值模拟中的数值频散校正策略及实例分析

为寻求快速、高精度的瑞雷波数值模拟方法,将常用于流体动力学中的通量校正传输技术(FCT)与交错网格有限差分方法相结合,对浅层各向同性弹性介质进行包括瑞雷面波和体波在内的全波场模拟。模拟结果表明:该方法有效地压制了粗网格条件下的数值频散现象,并保留了真实的波场振荡,特别是层状介质中瑞雷波的频散特征被凸显;在同一精度下,该方法与细化网格方法相比,计算效率提高1.3倍。     

裂缝介质中瑞雷面波传播的渐变非均匀交错网格数值模拟

提出了渐变非均匀交错网格高阶差分方法,模拟裂缝介质中瑞雷面波的传播过程,并引入具有二阶时间精度和六阶空间精度的附加差分公式解决非均匀交错网格的不对称问题。这种差分方法可描述为：在裂缝处采用细网格,在其他地方采用粗网格,细网格到粗网格之间在空间上采用渐变步长,达到既细致地描述了局部细微结构、又保持了计算量适当的目的。在变步长的选取中提出了采用汉宁窗函数,这样既可以较快地从粗网格向细网格过渡,又避免了粗细网格过渡时发生频散,算例表明该方法完全适用于模拟裂缝介质中瑞雷面波的传播,计算精度较高,且能节约时间和内存,数值模拟结果非常直观地揭示了瑞雷面波在裂缝介质中的波场传播特征。     

面波勘探和台阵地脉动观测相结合的地基调查法及其在松江古照壁保护中的应用

通过对高密度面波勘探和台阵地脉动勘探的频散分析算法的理论分析,推导出了2种勘探数据频散分析目标函数的统一表达式.根据该结果,用加权函数将2个目标函数结合起来,联合分析2种数据得到一条由高频到低频的完整的频散曲线;反演该频散曲线就可得到由地表到大深度的地下构造.将该方法应用于松江古照壁文物保护之地基勘查,为建立地震响应分析模型提供了由地表到40 m深处的横波速度构造.该方法是一种简便快速并兼顾浅层精度和勘探深度的工程地质调查方法.     

检测双层固接复合圆筒界面特性的周向导波

通过对层间界面固接的双层复合圆筒中周向导波频散现象的研究,以及与单层筒和层间界面光滑接触的双层复合圆筒频散曲线的比较,发现周向导波在双层复合圆筒中传播时,会发生明显的频散现象,其第一阶模态,在高频时接近于无频散Rayleigh面波。通过对比研究发现,第二阶模态具有在层间界面附近集中能量的特征,可用于层间界面缺陷的周向导波无损检测技术中。该方法可以用来研究确定激励频率的合理范围。     

流体饱和度对Rayleigh波传播影响研究

基于三相孔隙弹性介质理论,本文推导出两种不相混的、黏性的、可压缩的流体饱和孔隙介质Rayleigh波控制方程解析解.该Rayleigh波沿着孔隙介质自由的、可渗透的表面传播.Rayleigh波频散方程解析表达式为三次多项式方程.求解频散方程的结果表明,该种介质存在三种类型的Rayleigh波（分别标记为R1,R2和R3）.在一定的频率范围内（1Hz-1 MHz）,本文数值研究了含水饱和度对三种Rayleigh波传播特性的影响.数值结果显示,孔隙介质的含水饱和程度对三种面波的传播速度和衰减有明显影响.三种面波在传播方向（x方向）和垂直于传播方向（z方向）上均存在振幅衰减.R1波传播速度最快,R3波居中,R2波最慢.R1波传播中衰减最小,R2和R3波次之,且R2和R3波随含水饱和度和频率的变化趋势基本相同.     

弹性波方程的紧致差分方法

在对弹性波方程进行数值模拟时 ,低阶差分格式往往产生严重的数值频散 ,高阶显示差分格式需要用较多的网格点 ,不利于边界的处理。而紧致差分格式吸收了它们的优点 ,弥补了它们的不足。为此该文应用紧致差分格式的思想 ,发展了二维情况下弹性波方程初值问题的紧致差分方法 ,研究了它的稳定性 ,并用 Fourier方法分析了显示差分格式和紧致差分格式的相速度误差 ,最后利用紧致差分方法在粗网格条件下对地震波传播进行了数值模拟 ,并同五点四阶中心差分方法的计算结果进行了对比。结果表明 ,求解弹性波方程的紧致差分方法有效 ,且具有比同网格点差分格式更高的计算精度和较小的数值频散。     

改进BISQ模型的双相介质地震波场数值模拟及频散校正

从改进BlSQ模型的双相介质所对应的速度-应力运动方程出发,构建2×2N阶交错网格有限差分模拟算法:同时,为压制模拟过程中的数值频散现象,采用通量校正传输(FCT)技术获得带FCT修正的交错网格有限差分模拟算法,对各向同性双相介质进行地震波场数值模拟.研究结果表明:(1)波场存在快纵波、慢纵波和横波等波场特征,并与模型的理论响应相符,说明交错网格模拟算法具有正确性和可行性;(2)采用FCT修正的交错网模拟算法能够有效压制数值频散,并保留真实的波场特征.     

谈矿井地质勘探的槽波地震法

阐述了矿井地质勘探的槽波地震法的原理,对两种槽波地震法透射波法和反射波法进行了技术分析,简述了槽波地震法的应用。槽波地震法是矿井物探的一种重要方法,应用槽波地震勘探可确定煤层地质构造变动或地质异常的位置和规模大小。     

瑞雷面波在地下空洞探测中的应用

在公路建设、民用建筑改造过程中,地下空洞是工程安全的潜在威胁,弄清地下空洞、洞穴的分布情况是工程进行设计施工前需要解决的重要问题之一,而选择合适的探测方法则对勘察结果的准确程度有着重要的影响。瑞雷波检测的物理基础是瑞雷波传播速度VR与岩土体物理力学性质的密切相关性和VR与频率f的相关性,即瑞雷波的频散特性。与常规物探方法相比较,瑞雷波勘探具有分辨率高、应用范围广、受场地影响小、检测设备简单、检测速度快等优点,能够胜任大面积地下空洞的检测。本文从理论和方法上介绍了利用瑞雷波检测地下空洞的可行性,并应用这种方法对北京某库房建设工程场地进行了地下空洞检测,检测结果表明瑞雷面波方法探测结果准确可靠,操作简便易行,拥有广阔的应用前景。     

基于矢量波数变换法的主动源瑞雷波多模式提取方法在近地表地层结构探测中的应用研究

基于瞬态多道面波分析法(MASW)的数据采集方式,对矢量波数变换法(VWTM)、相移法和高分辨率拉东变换法3种瑞雷波频散成像方法进行对比分析。首先,采用合成地震数据对比3种方法的成像效果,发现VWTM在成像精度和成像质量方面都有很大的优势,成像分辨率高,与理论频散曲线拟合准确,高阶模式成像效果突出,且抗噪能力也优于另两种方法。然后,采用实际多道瞬态面波数据进行对比分析,发现与相移法和拉东变换法相比, VWTM在瑞雷波基阶模式成像精度和高阶模式成像质量方面仍具有优势。采用遗传算法对比基阶与高阶频散曲线反演结果,发现含有高阶模式的多模式频散曲线联合反演的多解性明显降低,反演结果精度更高,也更稳定。在实际瞬态瑞雷波勘探实践中,VWTM能够高质量地提取多模式瑞雷波频散特征,可为多模式面波频散联合反演提供可靠的基础数据。研究结果表明,将VWTM法与有效的反演方法相结合,可以极大地提高瑞雷波浅地层探测能力和探测精度。     

多层介质中瑞雷波传播的数学模型

地面军事目标如坦克、装甲车辆行进时会产生地震波：在地层中传播的体波和在地表面传播的瑞雷波。当探测点距目标较远时,传感器检测到的目的运动产生的地震信号成份主要为瑞雷波。利用地震波对地面军事目标探测,主要是对瑞雷波探测和识别。该文根据地质模型假设,推导出多层介质条件下由点震源的作用在介质中引起的瑞雷波的传播模型,并用此模型对不同目标运动时所产生的瑞雷波信号加以预测。     

弹性半空间-理想流体层中Stoneley波的动力特性

为了解弹性半空一理想流体层中Stoneley波的动力特性,并为进一步开发利用海洋资源提供调查方法,根据弹性固体与理想流体动力学方程,推导了弹性半空间一理想流体层中Stoneley波的特征方程、基于该特征方程,分析了固液两介质的物理特性对流体动压力的影响,以及固体和流体介质的位移分布情况．结果表明,该体系中Stoneley波在固体中的位移分布类似于半空间Rayleigh波,而在流体中的位移分布有明显的规律性;弹性半空一理想流体层中Stoneley波具有频散性,且其波速小于弹性半空间中Rayleigh波的波速．     

车轮超声波检测用表面波探头的研制

通过对表面波特性、产生的方法进行理论分析及实验,获得了表面波探头入射角和前沿尺寸的设计方法和计算公式.制造出的表面波探头经过测试和在轮箍上应用,具有较高的灵敏度和信噪比,可满足车轮踏面的探伤要求.     

瞬态瑞利波分析方法在探测地质体结构中的应用

介绍了探测地质体结构的一般方法,重点介绍了爆破地震波的特征及地震波的探测方法.又对最近发展起来的面波勘探技术做了分析,重点论述了瞬态瑞利波频散特性及其应用.在此基础上,实验了一种可以控制的爆破地震波震源,该震源利用水介质的均匀性及各向同性、不可压缩等特点,减少了爆炸冲击波对周围岩体介质的损坏,又保持了爆炸波功率大,能够提供尖锐的脉冲信号,频域范围大的特点,从而改变了爆破地震波震源不能重复和难以总结其规律的状况.利用瑞利波探测技术和可控爆源,对茅坪滑坡体进行了地质体结构探测,并对其地质体的分层特性做了详细分析,与钻孔勘探结果和挖竖井探测结果比较,二者有较好的一致性.说明结合瞬态瑞利波分析方法,该可控震源在地质体结构探测中有实际的应用价值.     

贵州荔波8种金线鲃对环境的适应性特征

论述了贵州省荔波茂兰自然保护区内采集到的8种金线鲃的形态特征及对环境的适应性特征,发现这8种金线鲃对于不同水环境的适应演化过程中,眼睛的退化、侧线管的两侧及头部衍生出众多短的感觉管、胸鳍和口须的适应性变化、头背部的特殊突起等独特的适应性特征,认为这8种金线鲃都属于非典型的洞穴鱼类。     

贵州荔波8种金线鲃对环境的适应性特征

论述了贵州省荔波茂兰自然保护区内采集到的8种金线钯的形态特征及对环境的适应性特征,发现这8种金线鲤对于不同水环境的适应演化过程中,眼睛的退化、侧线管的两侧及头部衍生出众多短的感觉管、胸鳍和口须的适应性变化、头背部的特殊突起等独特的适应性特征,认为这8种金线喜巴都属于非典型的洞穴鱼类。     

地裂缝地形条件下瑞雷波的传播特征

利用高精度交错网格有效差分技术,以及参数平均算子实现非水平地表条件下瑞雷波全波场模拟.针对地裂缝的特殊地形条件进行瑞雷波的传播模拟,从炮记录和频散曲线两个方面讨论其传播特征.实验表明：不均匀浅地表地形条件会对能量的分配以及波形的转换产生影响,在勘探时要尽量对其加以避让.